§ 6. КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для изготовления форм и стержней применяются формовочные и стержневые смеси, составленные из отдельных формовочных материалов. Формовочные материалы подразделяются на исходные, формовочные и стержневые смеси, вспомогательные составы и материалы. Исходные формовочные материалы подразделяются на основные и вспомогательные. К группе основных формовочных материалов относятся пески, глины и связующие, а к группе вспомогательных — различные добавки: опилки, торф, графит, каменноугольная пыль и др.

Формовочные материалы, смешанные друг с другом в определенных количественных отношениях, называются формовочными или стержневыми смесями.

К вспомогательным формовочным составам и материалам относятся формовочные краски, ремонтные составы, клеи и замазки, припылы и др., применяемые при отделке форм и стержней. На рис. 4 приводится классификация формовочных материалов по их применению в литейном производстве.

Литейная форма, как приемник расплава, должна обеспечивать условия для получения отливок хорошего качества. Поэтому, формовочные и стержневые смеси должны удовлетворять определенным требованиям, обладая рядом специальных свойств: пластичностью, влажностью, прочностью, газопроницаемостью, податливостью, огнеупорностью, текучестью и др.

Пластичность — способность смеси деформироваться под воздействием внешней нагрузки без нарушения целостности и сохранять полученную форму после снятия нагрузки. Пластичность необходима для отчетливого воспроизведения отпечатка модели или стержневого ящика. Требуемая пластичность достигается изменением в смеси содержания глины и воды.

Влажность оказывает большое влияние на свойства смеси. Недостаток влаги приводит к снижению прочности смеси и к получению дефектов у отливок из-за осыпаемости стенок формы; избыток влаги приводит к снижению прочности формы и снижению газопроницаемости. Поэтому наибольшее влияние влажность оказывает на качество отливок, получаемых в сырых формах.

Прочность — способность уплотненной смеси сопротивляться внешним усилиям. Прочность смеси нужна для того, чтобы изготовляемая форма не разрушалась при извлечении из нее модели, а также во время ее транспортировки и заливки. При недостаточной прочности смеси может произойти разрушение отдельных частей формы (обвалы), вследствие чего получится искажение конфигурации отливки.

Газопроницаемость формовочных и стержневых смесей — способность пропускать газы благодаря наличию пор между зернами песка. Это свойство смеси необходимо для удаления из полостей формы водяных паров и газов, выделяющихся из самой смеси и из расплава во время заполнения формы и затвердевания отливки.

Рис. 4. Классификация формовочных материалов по их применению в литейном производстве

При недостаточной газопроницаемости газы не успевают проходить через стенку формы наружу, задерживаются в расплаве и проникают в него, вызывая дефекты — газовые раковины. Газопроницаемость повышается при увеличении размера зерен песка, при большей его однородности, при уменьшении содержания измельченных примесей. При увеличении влажности глиняно-водяная пленка, покрывающая зерна песка, увеличивает газопроницаемость, сглаживая шероховатость зерен, но при наличии измельченной примеси (пыли) повышенная влажность приводит к уменьшению газопроницаемости, так как влажные комочки слипшейся пыли занимают часть пор. Поэтому при увеличении влажности смеси до некоторого предела газопроницаемость увеличивается, но при дальнейшем увеличении влажности непрерывно падает. Увеличение содержания глины приводит к уменьшению газопроницаемости. Наиболее ярко это проявляется при плохом перемешивании, когда глина в сухом виде подается в смеситель. В этом случае глина занимает большую часть пор между зернами, играет роль неактивного материала, не связывающего между собой зерна кварцевого песка. При плохом перемешивании происходит уменьшение прочности и газопроницаемости смеси.

Степень уплотнения смеси сильно влияет на газопроницаемость: чем выше уплотнена смесь, тем ниже газопроницаемость.

Учитывая большое влияние различных факторов на газопроницаемость, технологи-литейщики, разрабатывая технологический процесс, подбирают состав смеси таким образом, чтобы газопроницаемость смеси получалась максимальной.

Податливость — способность литейных форм и стержней перемещаться (деформироваться) под действием сил, возникающих при усадке отливок. Недостаточная податливость приводит к образованию горячих трещин у фасонных отливок. Податливость зависит от структуры смеси, рода крепителя, плотности набивки смеси и др. Наибольшие требования податливости предъявляются к стержневым смесям.

Огнеупорность — свойство формовочных материалов не размягчаться и не расплавляться под воздействием высокой температуры расплава. Недостаточная огнеупорность формовочных и стержневых смесей приводит к образованию на поверхности отливок термического пригара *, ухудшающего качество отливок и затрудняющего процесс очистки.

* Термический пригар — корка на поверхности отливок, сцементированная сплавившимися легкоплавкими составами формовочной смеси.

Непригораемость характеризует свойство формовочной и стержневой смеси легко отделяться от поверхности отливки в процессе выбивки форм и очистки. Это свойство смеси обуславливается взаимодействием ее составляющих с окислами заливаемого в форму расплава.

Долговечность — способность формовочных и стержневых смесей сохранять свои свойства после повторных заливок. Вследствие неравномерного нагрева смеси в форме, залитой расплавом, зерна песка в зонах высоких температур испытывают большие внутренние напряжения, что приводит к растрескиванию их и измельчению зернового состава оборотных смесей. Аналогично ведут себя и другие добавки, поэтому песчаная часть смеси при повторных заливках все больше обогащается мелкими фракциями, снижающими газопроницаемость и частично огнеупорность.

Глинистая часть смеси под воздействием высоких температур обжигается (теряет воду), а при повторных использованиях смеси присутствует как неактивное вещество, ухудшая ее свойства.

Текучесть — способность смеси под воздействием внешних нагрузок перемещаться из более уплотненных зон в менее уплотненные. Это свойство смеси имеет большое значение при изготовлении прессованием полуформ.

Выбиваемость — освобождение отливки из опоки и формовочной смеси после полного ее затвердевания и достаточного охлаждения. К трудновыбиваемым относятся жидкостекольные смеси, которые под воздействием высокой температуры спекаются в трудновыбиваемые комки. Выбиваемость смесей улучшают путем ввода специальных органических добавок.

Формовочные и стержневые смеси.

Формовочные и стержневые смеси — это многокомпонентные смеси формовочных материалов, соответствующих условиям технологического процесса изготовления неметаллических литейных форм (или стержней).

Формовочные смеси, приготовленные из кварцевых песков и глин, называют синтетическими, а из глинистых песков без добавления глины — естественными.

Формовочную или стержневую смесь для изготовления рабочего слоя формы или стержня называют облицовочной. Из такой смеси выполняют поверхностный слой (20—100 мм) разовой формы или стержня.

Формовочную или стержневую смесь, предназначенную для заполнения опоки или стержневого ящика после нанесения на модель облицовочной смеси, называют наполнительной.

Формовочную или стержневую смесь, применяемую одновременно в качестве облицовочной и наполнительной, называют единой.

Формовочную и стержневую смесь, использованную в технологическом процессе получения отливок, называют отработанной. Отработанную смесь, подготовленную для повторного употребления в качестве составляющей части формовочной смеси, называют оборотной.

Облицовочные и наполнительные смеси в основном применяют при ручной и редко при машинной формовке крупных и частично средних по размеру форм и стержней. Единые смеси используют при ручной формовке мелких форм и стержней и при машинном изготовлении различных по размерам форм и стержней.

Соприкасающиеся с расплавом слои смеси сильно нагреваются, подвергаются динамическим и статическим нагрузкам. Поэтому облицовочные смеси кроме высокой прочности должны иметь достаточную огнеупорность. Эти свойства обеспечиваются введением в смеси большого количества свежих формовочных материалов, а также в некоторых случаях различных связующих и специальных добавок.

Наполнительные смеси должны обладать достаточной прочностью и высокой газопроницаемостью, в них добавляют небольшое количество свежих формовочных материалов. Единые формовочные смеси состоят из 95—85% оборотной смеси и 5—15% свежих формовочных материалов. Единые и облицовочные смеси в сыром состоянии имеют предел прочности на сжатие 0,3—0,8 кгс/см 2 , а после сушки— 1—2 кгс/см 2 , газопроницаемость смесей 60—120 ед.

К стержневым смесям предъявляют более высокие требования, чем к формовочным по прочности, податливости, газопроницаемости и огнеупорности. Приготовляют стержневые смеси в основном из свежих формовочных материалов и только иногда с использованием небольшого количества оборотной смеси. В такие смеси вводят от 2 до 7% связующих и добавок.

В современном литейном производстве помимо песчано-глинистых смесей используют химически твердеющие смеси на жидком стекле (СО₂-процесс), различные самотвердеющие смеси (ЖСС и ХТС) и смеси для получения стержней в нагреваемых ящиках.

Формовочные и стержневые смеси, химическое твердение которых производят продувкой углекислым газом, приготавливают из 95—97% песка 1К01А—3К02А и 5— 3% глины, сверх 100% в смесь добавляют 5—7% жидкого стекла и 3—4,5% воды. Для уменьшения прилипаемости смеси в нее иногда вводят до 0,5% мазута. После продувки углекислым газом предел прочности смеси на разрыв составляет 3—5 кгс/см 2 , а после тепловой сушки — до 20 кгс/см 2 , газопроницаемость смеси 100—150 ед. Смесь применяют для изготовления крупных и средних по размеру форм и стержней, используемых для получения стальных и реже чугунных отливок.

Для приготовления жидкоподвижных самотвердеющих смесей (ЖСС) используют сухой кварцевый песок, а в качестве связующих применяют жидкое стекло, портландцемент, глиноземный цемент, синтетические смолы и др. Добавкой, которая приводит к отверждению и самоупрочнению смеси, служит шлак феррохромового производства и другие материалы.

Текучесть ЖСС обеспечивается введением в них поверхностно-активных веществ (контакта Петрова, ДС-РАС и др.), а также за счет интенсивного перемешивания смеси, сопровождающегося образованием мелких пузырьков воздуха и устойчивой пены. Приготовленные для использования ЖСС обладают в течение 8—12 мин способностью течь и заполнять стержневой ящик (или опоку) без уплотнения. По истечении указанного времени смесь теряет «живучесть» и необратимо отверждается до состояния, когда от нее можно отделить стержневой ящик без разрушения стержня. Прочность смесей при 90-минутной выдержке на воздухе достигает 2—4 кгс/см 2 и с увеличением выдержки повышается.

Классификация, составы и свойства формовочных и стержневых смесей

Формовочные смеси – основные компоненты технологического процесса изготовления отливок в разовых песчаных формах. Свойства и составы смесей выбирают в зависимости от технологии изготовления форм и стержней, рода металла, конфигурации и массы металла.

Классификацию формовочных смесей осуществляют по нескольким признакам. По роду заливаемого металла выделяют смеси для получения отливок из сталей, чугуна и цветных сплавов. По назначению смеси могут быть формовочными и стержневыми. Стержневые смеси отличаются от формовочных газопроницаемостью, прочностью и другими свойствами, так как стержни, установленные в литейной форме, подвергаются более сильному тепловому и динамическому воздействию металла, чем форма.

По характеру использования формовочные смеси подразделя­ют — на единые, облицовочные и наполнительные. Облицовочную смесь, оформляющую рабочую поверхность формы и непосредственно контактирующую с расплавом, тщательно готовят из наиболее каче­ственных исходных формовочных материалов, образуя из нее облицовочный слой толщиной 15—30 мм. Осталь­ной объем опоки заполняют наполнительной смесью, со­стоящей в основном из оборотной смеси с небольшими добавками свежих исходных материалов. Наполни­тельная смесь значительно дешевле и проще в при­готовлении, чем облицовочная. К ней предъявляются требования только по газопроницаемости и прочности, которые должны быть не ниже, чем у облицовочной сме­си. Использование облицовочных и наполнительных сме­сей рационально в условиях мелкосерийного и единич­ного производства, особенно при изготовлении средних и крупных отливок. Условия машинной формовки в серийном и массовом производстве определяют необходимость использования единых формовочных смесей, которые изготовляют из наиболее стабильных по составу и свойствам формовочных песков и прочносвязующих глин. По состоянию формы перед заливкой выделяют смеси для форм, заливаемых во влажном и в сухом состояниях.

В литейном производстве применяются самые разнообразные по составу и свойствам, смеси, которые используют в зависимости от требований к отливке и возможностей производства. При выборе состава смеси для формы и стержня учитывают следующие факторы: смеси должны обеспечить требуемое качество отливки, быть дешевыми, недефицитными, безвредными.

Наиболее дешевыми являются естественные песчано-глинистые смеси (ПГС). Песчано-глинистые искусственные смеси на обогащенных песках, высокосортных бентонитах, со специальными добавками уже на порядок дороже естественных и выше качеством. Но и их применение ограничивается массой, сложностью отливок. Песчано-глинистые смеси разделяют на две группы.

1. Сырые глинистые смеси малой прочности, приобретающие окончательную прочность на модели в процессе формовки и не подвергающиеся какому-либо дополнительному тепловому или химическому упрочнению. Область применения – отливки массой до 100 кг и отдельные отливки массой до 250 кг.

2. Упрочняемые смеси средней прочности, приобретающие начальную прочность на модели в процессе формовки и окончательную после тепловой обработки. К этой группе относятся глини­стые, сухие и быстросохнущие (быстротвердеющие) смеси с добавкой различных связующих для сокращения времени на подсушку форм. Область при­менения – отливки массой до 250 кг и часть отливок массой менее 100 кг.

Кроме ПГС используют самотвердеющиё смеси высокой прочности, приобретающие достаточ­ную для сохранения точного отпечатка прочность на модели в результате химического процесса. В зависимости от состава их делят на жидкостекольные, смоляные, сульфитные, масляные, фосфатные и другие смеси. Такие смеси применяют в основном в качестве стержневых, облицовочных; реже в качестве единых и никогда – наполнительных.

Смоляные смеси имеют самые высокие технологические свойства, но они дорогие и токсичные. Жидкостекольные смеси обладают меньшей податливостью и худшей выбиваемостью, чем смоляные, но они дешевле и безвреднее. В настоящее время им отдают предпочтение, так как появились новые процессы формообразования, позволяющие улучшить их свойства.

Сульфитные смеси (на основе лигносульфонатов) являются дешевыми, безвредными и для изготовления легких, не очень сложных отливок могут полноценно заменить смоляные смеси (горячетвердеющие смеси – ГТС, пластичные самотвердеющие смеси – ПСС). Фосфатные смеси уступают по свойствам смоляным смесям, но во многих случаях заменяют их.

Качество форм и стержней опреде­ляется свойствами формовочных и стержне­вых смесей, которые должны отвечать определенным требованиям.

Текучесть — это способность смесей перемещать­ся под действием внешних усилий и заполнять опоки и стержневые ящики.

Пластичность — это свойство смеси деформиро­ваться под действием внешних усилий и сохранять по­лученную форму после удаления модели или стержнево­го ящика. Пластичность зависит от состава смеси, на­пример в песчано-глинистых смесях от содержания в них глины и воды.

Прочность – способность смеси в уплотненном со­стоянии выдерживать не разрушаясь внешние воздейст­вия. Она должна быть достаточной для того, чтобы фор­мы и стержни не разрушались при их изготовлении, транспортировании, сборке и заливке расплавом.

Податливость — способность смеси в уплотнен­ном состоянии деформироваться под действием сжимаю­щих усилий, возникающих в процессе усадки при за­твердевании и охлаждении отливок. При недостаточной податливости смеси в отливке могут образоваться тре­щины.

Газопроницаемость — свойство смеси пропус­кать газы, выделяющиеся при заливке и охлаждении из расплава, из стержня и самой формы, а также воздух, находящийся в ее полости. При недостаточной газопро­ницаемости в отливках образуются газовые раковины и поры.

Огнеупорность — способность смеси не размяг­чаться и не расплавляться под действием теплоты зали­ваемого в форму расплава.

Термохимическая стойкость — свойство смеси не уступать в физическое и химическое взаимо­действие с жидким металлом, его оксидами и газами, выделяющимися в процессе заливки форм. Низкая тер­мохимическая стойкость приводит к образованию трудно отделимого пригара, ухудшающего качество поверхнос­ти отливок и затрудняющего их очистку.

Кроме того, смеси должны обладать достаточной живучестью, т. е. сохранять свои свойства после при­готовления в течение заданного промежутка времени, малой газотворностью, т. е. не выделять большо­го количества газов в процессе заливки, выбиваемостью — легко удаляться из отливок после их охлажде­ния, негигроскопичностью.

Вспомогательные формовочные соста­вы (краски, клеи, пасты) предназначены для улучшения качества поверхности форм и стержней, придания ей оп­ределенных свойств, для соединения частей стержней.

Для защиты отливок от пригара на поверхности ра­бочих полостей форм и стержней наносят тонкий слой специальных противопригарных материалов, в качестве которых используют каменноугольную и древесноугольную пыль, графит, мазут, пылевидный кварц и др. Эти материалы входят в состав облицовочных смесей и красок.

Для устранения прилипания смеси к модели и стерж­невому ящику рабочую поверхность последних припыливают пудрой — ликоподием, тальком или графитом, а по плоскости разъема формы наносят в качестве разде­лительного слоя мелкий высушенный песок.

Для получения формовочных и стержне­вых смесей смешивают различные исходные формо­вочные материалы, при этом состав смеси и количество входящих в нее компонентов зависят от назначения сме­си. Кроме свежих исходных формовочных материалов в состав смеси обычно входит бывшая в употреблении смесь, подвергнутая специальной обработке (например, охлаждению, дроблению, магнитной сепарации, просеи­ванию, увлажнению).

Виды красок и области их применения

Противопригарные покрытия увеличивают поверхностную прочность, уменьшают осыпаемость и термохимическую стойкость форм и стержней, обеспечивая получение чистых отливок. Покрытия бывают водными, самовысыхающими и самотвердеющими. Водные покрытия применяют обычно для форм и стержней, подвергаемых сушке. Эти покрытия приготовляют из паст, которые поставляются централизованно.

Применение самовысыхающих и самотвердеющих покрытий позволяет исключить сушку формы и или стержня. Их используют для форм и стержней из самотвердеющих смесей. Если жидкое покрытие не обеспечивает достаточной чистоты отливки, то для натирки или облицовки стержней применяют пасты, которые наносятся вручную и поэтому используются достаточно редко, в основном при изготовлении крупных стальных отливок.

Оборудование для подготовки исходных формовочных материалов и для приготовления формовочных и стержневых смесей

Формовочные и стержневые смеси готовят в смесеприготовительном отделении литейного цеха, где размещаются склад формовочных материалов, оборудование для предварительной подготовки формовочных материалов и смесеприготовительные установки.

Подготовка свежих формовочных материалов состоит обычно в сушке песка и глины, просеивании песка, помоле глины и угля, приготовлении глинистой или глинисто-угольной суспензии. Сушку песка и глины производят в сушильных печах при температуре 150–250 °С. Просушенные пески просеивают на механических ситах различной конструкции для отделения крупных частиц и посторонних примесей.

Для дробления огнеупорной глины и размалывания глины и угля применяют дробилки и мельницы различных типов. Использование суспензии исключает операции сушки и размола глины. Отработанная формовочная смесь перед ее повторным использованием проходит следующие операции обработки: разминание комьев смеси после выбивки сухих форм, отделение металлических частиц (крючков, шпилек, застывших капель металла) с помощью магнитных сепараторов, просеивание на механических ситах.

Приготовление смесей. Для достижения высокого качества смесей необходимы точная дозировка исходных материалов, тщательное их перемешивание, вылеживание готовой смеси с целью выравнивания влажности и разрыхление смеси. Для дозирования применяют весовые и объемные дозаторы. Последние используют для взвешивания жидких составляющих – связующих и воды. При перемешивании обеспечивается равномерное распределение всех компонентов в объеме смеси и обволакивание зерен песка тонкой пленкой связующего. Для приготовления формовочных и стержневых смесей используют литейные смесители каткового, лопастного и шнекового типов.

В автоматизированных цехах применяют смесители непрерывного действия, в которых загрузка, перемешивание и выгрузка готовой смеси ведутся одновременно, непрерывно. К смесителям непрерывного действия относятся высокопроизводительные центробежные (или маятниковые) смешивающие бегуны с катками, вращающимися в горизонтальной плоскости. Приготовленные песчано-глинистые смеси передаются из смешивающих бегунов в бункера-отстойники, где смесь выдерживается 2-3 ч с целью выравнивания влажности и стабилизации свойств по всему объему. Затем уплотненную от вылеживания смесь дополнительно разрыхляют, пропуская ее через специальные установки – разрыхлители, лопастные (аэраторы) и дисковые (дезинтеграторы). Разрыхленная смесь направляется в формовочное отделение конвейером к расходным бункерам.

Лопастные и шнековые смесители применяют для приготовления пластичных (например, песчано-смоляных) и жидкоподвижных самотвердеющих смесей, а также сыпучих смесей, используемых для изготовления оболочковых форм и стержней. Такие смесители обеспечивают равномерное распределение составляющих и хорошее их перемешивание, но не создают оболочки вокруг зерен из-за отсутствия перетирающего действия на смеси. Механизация и автоматизация смесеприготовительного отделения.

В литейных цехах массового производства применяются автоматические линии формовки, включающие в себя полностью автоматизированные смесеприготовительные установки. В цехах с поточным механизированным производством отливок, потребляющих большое количество одинаковых по составу смесей, приготовление их производят в центральном смесеприготовительном отделении, где машины, транспортеры и устройства для переработки исходных материалов, приготовления смесей и передачи их к местам изготовления форм и стержней объединены в единую центральную смесеприготовительную систему (ЦСС) с автоматическим управлением.

Контрольные вопросы и задания

1. По каким признакам классифицируют формовочные смеси?

2. Почему требования, предъявляемые к стержневым смесям, более высокие, чем требования, предъявляемые к формовочным смесям?

3. Каково назначение красок?

4. Какое оборудование используют для подготовки исходных формовочных материалов?

5. Какое оборудование применяют для приготовления формовочных и стержневых смесей?

6. В каком отделении литейного цеха готовят формовочные и стержневые смеси?

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 191 ; Нарушение авторских прав

Формовочные смеси (состав и классификация) и требования предъявляемые к ним. Стержневые смеси.

Ответ:

Основными компонентами формовочных смесей являются: кварцевый песок и глина. Для улучшения механических, технологических, и др. свойств, в формовочные смеси вводят также вспомогательные смеси (смола, жидкое стекло, графит)

Требования к формовочным смесям :

• Пластичность – способность формовочной смеси деформироваться и оставлять четкий отпечаток модели.
• Прочность — способность формовочной смеси не разрушатся при формовке, транспортировке и заливке металла.
• Противопригарность — способность формовочной смеси не образовывать пригар песка на поверхности формы.
• Огнеупорность — способность формовочной смеси не размягчаясь , выдерживать высокие tº заливаемого металла.
• Газопроницаемость — способность формовочной смеси пропускать через стенки образовавшиеся в форме газы.
• Податливость — способность формовочной смеси не препятствовать линейной усадки металла.

Формовочные смеси классифицируют:

1. По роду металла – чугунного, стального и цветного литья.
2. По состоянию формы перед заливкой – для сырых и сухих форм.
3. По характеру применения – облицовочные, наполнительные и единые.
4. По классу применяемого песка – естественные и синтетические.

Преимущества: простота, дешевизна, можно получить отливки любой формы – размера.

Недостатки: большие припуски на мех.обработку; крупнозернистая структура; большой расход металла; неточные формы – размеры; тяжелые условия труда.

Металлические конструкции. Аварии и безопасность.

Формовочные и стержневые смеси

Формовочные и стержневые смеси служат материалом для изготовления разовых форм. Они составляются из песка, глины и других веществ. Процентное соотношение составляющих в смеси зависит от вида литья (сталь, чугун или сплавы цветных металлов).

К формовочным и стержневым смесям предъявляются следующие требования:

1) Пластичность, т. е. способность хорошо формоваться — легко воспринимать и отчетливо сохранять определенную форму. Пластичность улучшается прежде всего при увеличении влажности и количества глины в смеси.

2) Прочность, т. е. способность сохранять форму при воздействии внешних сил, как-то: толчков, неизбежных при изготовлении формы, струи металла, стремящейся размыть форму, и др. Прочность зависит также от содержания глины и влажности, причем каждому составу смеси соответствует определенная влажность, при которой прочность является наивысшей.

3) Податливость, т. е. способность сжиматься под давлением отливки, уменьшающейся в размерах при усадке. Если смесь не будет достаточно податливой, то возможны трещины отливки, особенно около выступов. Лучшей податливостью обладает крупный речной песок; глина ухудшает податливость. Для улучшения податливости в формовочные смеси вводят выгорающие при сушке форм добавки, например опилки.

4) Огнеупорность — способность смеси противостоять действию высокой температуры заливаемого в форму металла. Формовочные и стержневые смеси не должны оплавляться или размягчаться от соприкосновения с расплавленным металлом, а также пригорать к поверхности отливки. Кварцевый песок и белая глина имеют высокую огнеупорность.

5) Газопроницаемость — способность пропускать газы. 11ри контакте горячего металла с влажными формами выделяются пары воды и газы, которые должны свободно выходить из формы через ее стенки. Кроме того, из формы должен выходить воздух, находящийся в ее полости. Если газопроницаемость смеси недостаточна, в отливках образуются газовые раковины. Хорошую газопроницаемость имеют смеси, содержащие крупный речной песок; глина ухудшает газопроницаемость.

Формовочные смеси. Смеси разделяют на облицовочные, наполнительные и единые. Облицовочная смесь непосредственно соприкасается с металлом. Толщина слоя смеси 20—мм. Она должна обладать в полной мере всеми перечисленными свойствами. Наполнительные смеси служат для заполнения остальной части формы. К ним предъявляются, в первую очередь, требования прочности и газопроницаемости.

Единые смеси применяются для изготовления всей формы при машинной формовке.

Заливка металла производится или в сырую форму, или в предварительно высушенную. Заливка в сырую форму, непосредственно после формовки, экономически весьма выгодна, однако не всегда возможна. Прочность сырой формы для крупного литья оказывается недостаточной, и такое литье производится в сухую форму.

Для формовки в сырую применяются формовочные смеси, содержащие от 8 до 12% глинистых веществ. Такие смеси называются тощими. Для предохранения чугунных отливок от пригорания к тощей смеси прибавляют молотый каменный уголь в количестве от 5 до 12% (по объему). Крупинки угля при соприкосновении с расплавленным металлом выделяют газы, которые располагаются тонким изолирующими слоем между стенками формы и металлом. Для дополнительной защиты чугунных отливок от пригара полость формы и стержни посыпают тонким слоем измельченного в порошок древесного угля, называемого припылом.

Для изготовления форм с последующей их сушкой применяют жирные формовочные смеси, содержащие от 12 до 20% глинистых веществ. В эти смеси вводят органические вещества в виде торфа или опилок, выгорающие при сушке; тем самым увеличивается газопроницаемость и податливость форм.

Высушенные формы для чугунного литья покрывают внутри формовочными красками, содержащими графит; для стальных отливок применяются формовочные краски, содержащие порошкообразный кварц и другие материалы.

Для формовки по шаблону применяются формовочные смеси, содержащие свыше 25% глинистых веществ. Эти смеси называют глинами.

Стержневые смеси. Стержни находятся в более тяжелых условиях, чем стенки формы. Обычно стержни поддерживаются в форме лишь концами (знаками), и при заливке они почти полностью находятся в расплавленном металле, который вначале стремится их вытеснить вверх, как более легкие, а после затвердевания сжимает вследствие усадки. Если стержни при этом не будут достаточно податливы, то в отливке появляются трещины. Выделяющиеся газы могут отводиться лишь через знаки стержней. Вследствие этих причин стержни должны обладать повышенной прочностью, огнеупорностью, податливостью и газопроницаемостью.

Стержневые смеси разделяются по составу на песчано-глинистые и песчано-масляные. Песчано-глинистые смеси применяются в основном для изготовления крупных стержней на каркасах. Песчано-масляные смеси состоят из речного или кварцевого песка с добавкой связующих веществ: льняного масла, которое при перемешивании смеси обволакивает зерна песка, а при сушке окисляется, твердеет и придает стержню прочность; канифоли, которая вводится в смесь в виде порошка, а при сушке расплавляется и связывает зерна песка; декстрина, патоки и других веществ, которые вводятся в смесь в водных растворах и при сушке связывают песок.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и .

Требования к формовочным и стержневым смесям

Требования к формовочным и стержневым смесям [c.60]

Формовочный и стержневые материалы, смеси и их приготовление. Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям [c.94]

Определение прочности. К формовочным и стержневым смесям предъявляют большие требования в отношении прочности в зависимости от назначения этих смесей. Самым распространенным способом определения прочности является испытание при сжатии сырых образцов. От каждого замеса берут пробу формовочной или стержневой смеси, из которой изготовляют образец для испытания на газопроницаемость (как говорилось выше). [c.57]

Что собой представляют формовочные и стержневые смеси Из каких материалов их приготовляют и какие требования предъявляют к ним [c.179]

Для очистки отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, к которым предъявляются высокие требования по шероховатости поверхности, используют гидравлический способ. При этом способе тонкая струя воды под давлением 20—30 МПа подается на отливку или в ее полость, разрушая остатки формовочной и стержневой смесей. [c.439]

Формовочные глины являются минеральным связующим в формовочных и стержневых смесях их классификация и предъявляемые к ним требования установлены ГОСТ 3226- 5 (табл, У.4— У.9). В состав глин входят следующие минералы [27]. [c.371]

Состав формовочных и стержневых смесей разнообразен и зависит от рода сплава, массы, толщины стенки и конфигурации отливки, предъявляемых к ней требований, характера производства. [c.55]

Схемы регенерации, в которых удаление пылевидных частиц осуществляется промывкой, а удаление органических загрязнений — обжигом, применяются, для совместной переработки отвальных песчано-бентонитовых формовочных смесей и стержневых смесей на синтетических смолах. Получаемый регенерированный песок соответствует требованиям стандарта, предъявляемым к пескам класса 1 К. [c.480]

К стержневым смесям предъявляют более высокие требования, чем к формовочным, так как во время заливки форм и охлаждения металла стержни со всех сторон окружены расплавом и испытывают высокие статические, динамические и термические нагрузки. Стержни разделяют на классы в зависимости от сложности конфигурации, наличия тонких сечений и количества стержневых знаков. Для каждого из классов разработаны типовые смеси, для которых строго оговорены количество свежего песка, наличие оборотной смеси, тип и [c.206]

При заливке формы стержни в большинстве случаев находятся в тяжелых условиях, испытывая значительное термическое и механическое воздействие расплавленного литейного сплава. Поэтому к стержневым смесям предъявляют более высокие требования по прочности и другим свойствам, чем к формовочным смесям. В зависимости от конфигурации, толщины сечения, размещения в форме стержни делят на пять классов. [c.396]

Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям. Для получения качественных отливок формовочные и стержневые смеси должны обладать следующими свойствами огнеупорностью, пластичностью, податливостью, прочностью, газопроницаемостью, негигроскопичностью, химической стойкостью по отношению к жидкому металлу, малым объемным изменением под действием высоких температур, малой осыпаемостью, хорошей выбиваемостью, текучестью. [c.38]

Стержневая смесь поступает в установку в виде пульпы, образующейся при вымыве отливок в гидравлических камерах или элек-трогидравлических установках, а также из сухих отвальных формовочных и стержневых смесей. Установка выдает сухой регенерированный песок, соответствующий требованиям ГОСТ 2138—73, предъявляемым к кварцевым формовочным пескам (содерл Смотреть страницы где упоминается термин Требования к формовочным и стержневым смесям : [c.477] [c.320] Смотреть главы в:

Требования к формовочным и стержневым смесям

Пластичность формовочных и стержневых смесей

Пластичностью называется способность смесей деформироваться под действием внешних нагрузок без нарушения целостности и сохранять приданную им форму после снятия нагрузки. Эти свойства необходимы для получения в форме отчетливого отпечатка модели. Пластичность формовочной смеси возрастает при увеличении содержания в ней воды до 6%, глины и связующих мм и риалов, а также песка с мелким зерном.

Газопроницаемость формовочных и стержневых смесей

Газопроницаемостью называется способность смесей пропускать газы вследствие своей пористости. Из формовочных материалов во время заливки формы сплавом выделяется большое количество газов. Если газопроницаемость смеси недостаточна, то газы опадают в металл, что вызывает брак отливки по газовым раковинам. Чем крупнее и чем однороднее по размерам зерна песка,. Чем меньше в смеси глины, тем газопроницаемость смеси выше. Газопроницаемость определяют прибором, на котором через стандартный образец, изготовленный из формовочной смеси, пропускают 2000 см 3 воздуха и определяют время прохождения воздуха. По полученным данным по расчетной формуле подсчитывают газопроницаемость смеси в условных единицах. Газопроницаемость формовочных смесей колеблется от 30 до 150 единиц.

Прочность формовочных и стержневых смесей

Прочностью называется способность смесей выдерживать внешние нагрузки без разрушения. Это свойство необходимо для того, чтобы форма не деформировалась и не разрушалась при транспортировании и при воздействии на нее давления жидкого металла. Прочность формовочных смесей возрастает при увеличении содержания в них глины, связующих материалов и песка с мелкими угловатыми зернами. Увеличение содержания воды до 3—5% повышает прочность смеси; при дальнейшем повышении влажности прочность смеси снижается. Прочность формовочной смеси определяют испытанием стандартных образцов на сжатие. Для форм применяют формовочную смесь с прочностью на сжатие в сыром состоянии 0,3—1,0 кГ/см 2 . Для повышения прочности формовочных смесей применяются связующие материалы — жидкое стекло, цемент, сульфитно-спиртовую барду и др.

Противопригарность формовочных и стержневых смесей

Противопригарностью формовочных и стержневых смесей называется способность смесей не сплавляться и не спекаться с расправленным металлом. Формовочные смеси иногда пригорают к отливке и образуют на ее поверхности сплошную корку из смеси окиси металла и песка, которая сильно затрудняет механическую обработку.

Податливость формовочных и стержневых смесей

Податливостью называется способность смесей сжиматься под действием внешних сил. Это необходимо для того, чтобы форма или стержень не препятствовали свободной усадке при затвердевании отливки. При недостаточной податливости материала формы в остывающей отливке возникают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин.

Хорошей податливостью обладает крупный речной песок. Глина, располагаясь в промежутке между зернами песка, ухудшает податливость формовочной смеси. Состав и свойства формовочных материалов, применяемых для изготовления смесей, играют большую роль в получении качественной отливки.